Способ неразрушающего определения величины и стабильности энергии электрического поля, накопленной диэлектриком при облучении его ионизирующем излучением

О П И С.А НИ-Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 140576 (21) 2365260/18-21 6 01 Н 33/00 С 01 В 31/12 С 01 Н 11/00 с присоединением заявки йо(23) Приоритет Государственный комитет СССР но дедам изобретений н открытнй(72) Авторыизобретения К. А. Труханов и Е. А. Вайнер Институт медико-биологических проблем и Институт биологичесхой Физики АН СССР(54) СПОСОБ НЕРАЗРУ(АЮЩЕГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫИ СТАБИЛЬНОСТИ ЭНЕРГИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ, НАКОПЛЕННОЙДИЭЛЕКТРИКОМ ПРИ ОБЛУЧЕНИИ ЕГО ИОНИЗИРУЮЩИМ ИЗЛУЧЕНИЕМ1 2 25Известен также способ неразрушающего определения энергии электрического поля, возникающего при облуче-. нии диэлектриков, который сводится к измерению распределения напряженнос Изобретение относится к области радиационной физики и Физики диэлектриков, в частности к способам неразрушающего измерения характеристик радиоэлектретов, и может быть использовано для неразрушающего измерения как энергии электрического поля, возникающего в диэлектриках при их облучении ионизирующим излучением, так и ее стабильности, что важно как для целей научных исследований, так и для контроля качества радиоэлектретов в процессе их получения и применения.Известен калориметрический способ измерения запасенной при рблучении энергии, в частности энергии электрического поля, основанный навысвобождении этой энергии при нагревании или растворении образца. Однако диэлектрики не являются неразрушающимися, что неприемлемо в случаях, требующих дальнейшего использования елостного диэлект ика. ти электрического поля Е по глубине с последующим вычислением энергии мГ, по известной формуле42Ч При этом распределение Е по наиболее универсальному способу - способугамма-зондирования - находят следующим образом: измеряют скорость счетавторичных электронов от диэлектрикапри облучении его потоком т.излучения малой интенсивности, причем, изменяя энергию 1( -излучения, регистрируют электроны, выходящие с разных глубин диэлектрика;после того, как в диэлектрикесоздано (путем облучения интенсивнымпучком частиц) электрическое поле,повторяют, процесс .измерения распределения напряженности электрическогополя и по известной Функции чувствительности установки путем сравнения с результатами измерения для случая отсутствия поля вычисляют распределение поля,Для того, чтобы определить стабильность энергии, повторяют измерения энергий в соответствующие моменты времени к сравнивают величины энергии между собой.Следовательно, способ связан с большим объемом измерительной и расчетной работы, дает, в связи с многоступенчатой процедурой, сравнительно невысокую точность (15-30%) неприемлем, если толщина образца превышает пробег вторичных электронов (реально 1 г/см), кли если распределение поля существенно отличается от двумерного, является косвенным.Цель-изобретения - снижение трудо" емкости, повышение точности и расширение диапазона измерения.Цель достигается тем, что в извест- ный способ неразрущающего определения величины и стабильности энергииэлектрического поля, накопленной диэлектриком при облучении его ионизирующкм излучением, по которому ре" гистрируют поток этого излучения, 20 дополняют следующими операциями измеряют тепловыделение исследуемого образца, затем вычисляют общую поглощенную энергию, которая выделилась бы в образце, если бы в нем не созда валось электрическое поле, затем оп" ределяют разницу поглощенной и выделенной тепловой энергии и по величине этой разницы судят о значении энергии электрического поля, созда ваемого в диэлектрике, а о ее стабильности судят по величине тепловыделения, которое продолжается после прекращения облучения, обусловленного релаксацией накопленного заряда.В частности, величину общей поглощенной энергии определяют путемлинейной аппроксимации начальногоучастка зависимости тепловыделения 40от величины суммарного потока излучения, либо величину общей поглощенной энергии определяют, воздействуяна другой образец, имеющий идентичные характеристики, но в котором несоздается электрическое поле прк облучении, что достигается, например,легированием материала диэлектрикадля повышения его проводимости,В там случае, когда некоторая цдоля излучения. проникает через образец или рассеивается им, величинуобщей поглощенной энергии определяюткак сумму энергий,. поглощенных в об"разце и в дополнительном абсорбере,окружающем образец,На чертеже изображена одна извозможных схем измерения.Процесс измерения состоит в следующем.Измеряют (илй теоретическим рассчитывают по известным параметрампучка и образца) величину тепловыделения Цдля случая, когда поле создается. Для этого, например, измеряют тепловыделение в начальный момент Я времени при перенесенной плотности заряда с не более 10 -10 Кл/см клк же измеряют тепловыделение на проводящем аналоге образца, полученном, например, легированием материала для повышения проводимости, причем и в том и в другом случае регистрируют величину перенесенного заряда )Измеряют тепловыделение при интересующем нас токе, одновременно регистрируя перенесенный. заряд(, и определяют энергию электрического поля а , созданного при облучении в диэлектрике, по соотношениюМ/: Ц -- (Ча%Прк проверке на ста.бильность продолжают измерять тепловыделение (периодически или непрерывно) в течение интересующего времени, определяя убыль энергии интегрированием тепловыделения по времени.Для того, чтобы повысить точность измерений, например учесть энергию рассеянного (и вторичного) излучения кз образца и излучения, проходящего сквозь образец, последний целесообразно устанавливать в дополнительном абсорбере, выполненном в виде ловушки излучения. Тепловыделение измеряют по изменению температуры образца (и дополнительного абсорбера, если он применяется), регистрируемого, например, термисторами. Для повышения точности можно, в частности, применять дифференциальную схему измерений, прк которой исследуемый образец (или образ- ЬЫ) к образец-аналог попеременно облучаются одним и тем же пучком и измеряется разность температур между ними, в зависимости от типа диэлектрика.Точность измерений м определяется точностью измерения Ц, Ц а ло а т тзТаким образом, по сравйенйю с известньм,предложенный способ более прост в процедуре измерений к расчетов, обеспечивает более высокую точность, не накладывает ограничений на. размеры образца к энергию применяемого излучения, является прямым.Относительная чувствительность определяется надежностью выделения разности Ц= - , например, при погрешности 2 в определении Ц Ц, с(и,(ф она составляет - 0,04 С( . Большую чувствительность (нескольких единиц х Щ Я ) можно получить при диФференциальном методе измеренийЧувствительность определения стабильности зависит от чувствительности калориметра, напряженности поля, величины диэлектрической проницаемости образца и его размеров. Так, прк чувствительности 10 Вт, поле Е =600908 Формула изобретения Пуч Составитель С. КузнецовРедактор Е. Месропова Техред И,Асталош Корректор Г. Назарова 51 Тираж 1019ЦНИИПИ Государственногпо делам изобретений 13035, Москва, Ж, Рауш Заказ 9586/ Подписноекомитета СССРи открытийкая наб, д. 4/5 Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 МВ/см, Е = 5, объеме образца 100 смизмеряемые времена спада заряда составляют около двух месяцев. 1. Способ неразрушающего определения величины и стабильности энергии электрического поля, накопленной диэлектриком при облучении его ионизирующим излучением, по которому регистрируют поток этого излучения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения трудоемкости, повышения точности и расширения диапазона измерения, измеряют тепловыделение исследуемСго образца, затем вычисляют общую поглощенную энергию, которая выделилась бы в образце, если бы в нем не создавалось электрическое поле, затем определяют разницу поглощенной и выделенной тепловой энергии и по величине этой разницы судят о значении энергии электрического. поля, создаваемого в диэлектрике, а о ее стабильности судят по величине тепловыделения, которое продолжается после прекращения облучения, обусловленного релаксацией накопленногозаряда.2. Способ по п,1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что величину общейпоглощенной энергии определяют путемлинейной аппроксимации начальногоучастка зависимости тепловыделенияот величины суммарного потока излучения.3. Способ по. и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что величину общейпоглощенной энергии определяют, воздействуя на другой образец, имеющийидентичные характеристики, но в ко,тором не создается электрическое поле при облучении, что достигается,например, легированием материала диэлектрика для повышения его проводимости.4, Способ по п.1, о т л и ч а ю - 2 О щ и й с я тем, что в случае, когданекоторая доля излучения проникаетчерез образец или рассеивается им,величину общей поглощенной энергииопределяют как сумму энергий, погло- ;Ц шенных в образце и в дополнительномабсорбере, окружающем образец.